تقنية الخلايا رباعية القطع: رمز الكفاءة التالي في صناعة الخلايا الكهروضوئية
جدول المحتويات
مقدمة
على مدى الأشهر الستة الماضية، أصبح مصطلح واحد يظهر بشكل متزايد في أوساط الطاقة الشمسية الكهروضوئية: الخلايا رباعية القطع.
تونغوي، جينكو سولار، ترينا، تشينت... موجة من عمالقة الطاقة الشمسية الكهروضوئية راهنت بشكل جماعي. إطلاقات منتجات جديدة تتوالى واحدة تلو الأخرى، وأرقام قياسية لكفاءة الوحدات تُحطم مرارًا وتكرارًا.
البعض يسميها "ثورة تكنولوجية"، وآخرون يقولون إنها مجرد "امتداد طبيعي للخلايا نصف المقطوعة". ما هي الحقيقة؟ لماذا يراهن اللاعبون الكبار على هذه التقنية معًا؟ اليوم دعونا نحلل كل شيء.
المبدأ: لماذا يهم قطع الخلايا
قبل الحديث عن الخلايا رباعية القطع، هناك سؤال أساسي يستحق دقيقتين من الوقت.
يعتقد الكثيرون أن الغرض من قطع الخلايا هو "تحسين الكفاءة". بالمعنى الدقيق، هذا البيان ليس دقيقًا تمامًا.
القطع لا يحسن كفاءة الخلية، بل يحسن الطاقة المعبأة للوحدة.
كفاءة الخلية هي شأن الخلية نفسها. سواء قمت بقطعها أم لا، فإن كفاءة الخلية الواحدة لا تتغير. ولكن بمجرد قطعها إلى قطع أصغر، يصبح التيار أصغر، وتنخفض خسائر المقاومة لهذا التيار على القضبان الناقلة والأشرطة. هذه الطاقة الموفرة تظهر في النهاية كزيادة في طاقة إخراج الوحدة.
قانون جول، فيزياء المرحلة الإعدادية: الخسارة = I²R. إذا خفضت التيار إلى النصف، تصبح الخسارة ربعًا.
سبب انتشار تقنية الخلايا نصف المقطوعة على مدى السنوات الخمس الماضية يعود إلى هذه العلاقة الرياضية البسيطة بشكل لا يصدق.
القطع الرباعي هو امتداد لنفس المنطق: قطع التيار إلى النصف مرة أخرى، وتنخفض الخسارة إلى الربع مرة أخرى. ترقية وحدة من نصف مقطوعة إلى رباعية القطع تحقق زيادة في الطاقة تبلغ تقريبًا 10-20 واط، مقابل تحسن في الكفاءة بنسبة 0.3-0.5 نقطة مئوية.
قد لا يبدو ذلك كثيرًا. ولكن في بيئة التسعير الحالية، يمكن أن تكون تلك النسبة 0.3 نقطة مئوية هي الفرق بين الفوز بمناقصة أم لا.
لماذا الآن؟ محركات السوق
المبدأ التقني لخلايا القطع الرباعي ليس جديدًا، فقد كان الناس يناقشونه قبل خمس سنوات على الأقل. لكن الإنتاج الضخم الحقيقي لم يحدث إلا في الأشهر الستة الماضية.
لماذا؟
لأن الظروف على جانب الطلب تغيرت.
التغيير الأول هو السياسة. في 15 يونيو، أصدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية معيارًا لتصنيف وتدرج وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، حيث صنفتها إلى أربع فئات حسب كفاءة التحويل، مع تحديد أدنى فئة عند 23.4%. على الرغم من أنه معيار استرشادي اسميًا، إلا أن مشتريات الشركات المملوكة للدولة ستستشهد به على الأرجح مباشرة. بالنسبة لصانعي الوحدات، هذه ليست مسألة "هل نفعلها أم لا"، بل مسألة "افعلها أو تُستبعد".
يمكن تركيب القطع الرباعي على خطوط الإنتاج الحالية، بدورات قصيرة واستثمار منخفض ونتائج سريعة. هذا هو المحرك الأول لطفرة القطع الرباعي: إنه أسرع طريق لتحقيق عتبة الكفاءة على الخطوط الحالية.
التغيير الثاني هو المشهد التنافسي. تقنية TOPCon أصبحت متجانسة بشكل متزايد، وفجوة كفاءة الخلايا بين اللاعبين تقلصت إلى أقل من 0.2 نقطة مئوية. في هذه الحالة، أصبح تحسين التغليف في نهاية الوحدة أحد الأماكن القليلة المتبقية لخلق تمايز.
بعبارة أخرى، الغرفة لاستخراج الماء في نهاية الخلية قد جفت تقريبًا، وحان دور نهاية الوحدة الآن.
التحدي الحقيقي: التخميل الحوافي والإنتاجية
ومع ذلك، فإن القطع الرباعي ليس مجرد مسألة قص ثم انتهى.
بعد قطع الخلية إلى أربع قطع، تكون مساحة الضرر على الحواف المقطوعة ضعف مساحة تقنية النصف المقطوع. إذا تُركت دون معالجة، يسبب هذا الضرر إعادة تركيب حاملات شحنة شديدة، مما يخفض الكفاءة فعليًا، وقد تكون الخلية المقطوعة أسوأ من غير المقطوعة.
لذا فإن الصعوبة الأساسية في عملية القطع الرباعي ليست في "القطع"، بل في التخميل الحوافي بعد ذلك.
هناك عدة طرق رئيسية اليوم: تستخدم Tongwei تقنية التخميل الحوافي TPE المطورة ذاتيًا، والتي وفقًا للمعلومات العامة تعمل بشكل جيد. لدى اللاعبين الرائدين الآخرين حلولهم الخاصة، لكن القليل من التفاصيل يتم الكشف عنها علنًا.
يبدو التخميل الحوافي كجملة واحدة، لكن القيام به هو جهد هندسة أنظمة. اختيار مادة طبقة التخميل، التحكم في السماكة، التجانس، التوافق مع عمليات التغليف اللاحقة... كل خطوة تتطلب ضبطًا متكررًا. هذا هو بالضبط سبب تركيز الشركات القادرة على الإنتاج الضخم للقطع الرباعي بين القلة الرائدة.
هناك مشكلة عملية أخرى وهي الإنتاجية. كلما كان القص أدق، زاد خطر التفتت. أخبرني صديق في مصنع وحدات أن معدل تفتت القص الرباعي أعلى بنسبة 2-3 نقاط مئوية من القص النصفي، مما يؤثر مباشرة على التكلفة.
عدد نقاط اللحام هو أيضًا مشكلة. تحتوي الوحدة ذات القص الرباعي على ضعف عدد نقاط اللحام مقارنة بالقص النصفي وأربعة أضعاف الخلية الكاملة. كل نقطة لحام هي نقطة فشل محتملة. ما إذا كانت قادرة على تحمل اختبار الموثوقية طويل الأمد لفترة ضمان 25 عامًا، بصراحة، لا توجد بيانات تشغيلية كافية من العالم الحقيقي حتى الآن للإجابة على هذا السؤال.
ما الذي يفعله اللاعبون الرائدون
ما الذي تفعله شركات الطاقة الشمسية الرائدة؟ بناءً على المعلومات العامة المتاحة حاليًا:
تتحرك تونغوي بشكل أكثر جرأة. تتبنى سلسلة TNC 3.0 الخاصة بها نهج القص الرباعي، مع وصول الطاقة القصوى إلى 770 واط وكفاءة 24.8%، مما يضعها في المرتبة الأولى بين الوحدات المنتجة بكميات كبيرة. تستخدم معالجة الحواف تقنية TPE المطورة ذاتيًا.
تعتمد سلسلة Vertex من الجيل الثالث من ترينا سولار أيضًا القص الرباعي، مع وصول الطاقة إلى مستوى 760 واط. لطالما كان لدى ترينا تراكم عميق في تغليف الوحدات، وهذه المرة أحضرت كل ترسانتها.
اختارت جينكو أيضًا القص الرباعي في Tiger Neo 3.0، بقوة 670 واط. كانت استراتيجية جينكو دائمًا ثابتة، لا تطارد المعايير القصوى ولكنها تقدر اتساق الإنتاج الضخم.
مسار لونجي مختلف. بدلاً من تكديس القص الرباعي فوق TOPCon، ذهبت لونجي مباشرة إلى مسار BC، باستخدام الكفاءة العالية المتأصلة لتقنية الاتصال الخلفي لحل المشكلة. تصل وحدات BC إلى 680 واط في الإنتاج الضخم، مع هدف شحن لعام 2026 يتجاوز 50 جيجاواط. هذه خطة مختلفة، تراهن أساسًا على الميزة الجيلية لمسار تكنولوجيا الخلايا.
يعتمد ASTRON 7 Pro من شينت نيو إنيرجي أيضًا نهج القص الرباعي، بقوة 670 واط.
من هذه المنتجات يمكنك رؤية انقسام مثير للاهتمام: تختار معظم الشركات تكديس القص الرباعي على خطوط TOPCon الحالية لـ"إطالة عمرها"، بينما تختار لونجي تخطي هذه الخطوة والمراهنة مباشرة على BC. أي استراتيجية تفوز في النهاية، من السابق لأوانه الحكم.
فوائد حقيقية لأصحاب محطات الطاقة
بالنسبة لمستثمري وأصحاب محطات الطاقة، تقدم الوحدات ذات القص الرباعي فائدتين عمليتين.
أولاً، أداء أفضل في الإضاءة المنخفضة. وحدات القطع الأربع لديها تيار تشغيل أقل، لذا في سيناريوهات الضوء الضعيف مثل الصباح الباكر والمساء والأيام الغائمة والشتاء، يكون فقدان التوليد أصغر. لا تقلل من شأن هذا الاختلاف، فعند تحويله إلى مكاسب في التوليد السنوي، يكون التأثير على عائد الاستثمار حقيقياً جداً.
ثانياً، مقاومة أقوى للتظليل. الدائرة الداخلية لوحدة القطع الأربع مقسمة إلى خيوط أدق، لذا عند التظليل الجزئي (ظلال الأشجار، فضلات الطيور، تراكم الغبار)، يكون التأثير على إخراج الوحدة بأكملها أصغر. هذا مهم بشكل خاص لسيناريوهات الأسطح الموزعة، حيث تميل ظروف التظليل على الأسطح إلى أن تكون معقدة.
بالطبع، المقابل هو سعر وحدة أعلى قليلاً. ولكن بالنظر إلى مكاسب التوليد من تحسين الكفاءة، فمن المرجح أن تكون التكلفة المستوية للكهرباء (LCOE) أفضل.
النظرة المستقبلية: خيار عملي للنافذة الحالية
إليك بعض الأحكام الشخصية، للرجوع إليها.
على المدى القصير، ستصبح القطع الأربع خطوة قياسية لمعسكر TOPCon. مع وجود معيار تصنيف الكفاءة من الوزارة، لا ترقية يعني لا أهلية للمناقصة، قيد صارم. من المتوقع أنه من النصف الثاني من عام 2026 حتى 2027، ستكمل خطوط TOPCon للشركات الرائدة ترقية القطع الأربع إلى حد كبير.
على المدى المتوسط، مع نضوج العمليات وتحسن العوائد، سيتقلص قسط تكلفة القطع الأربع تدريجياً. بحلول 2027-2028، قد يتقلص فرق السعر بين وحدات القطع الأربع وغير القطع الأربع إلى مستوى لا يكاد يذكر. عندها سيتحول من "خيار مميز" اليوم إلى "تكوين أساسي".
على المدى الطويل، من المرجح أن تكون القطع الأربع حلاً انتقالياً. تكرار التكنولوجيا في صناعة الطاقة الشمسية لا يتوقف أبداً، وقد تظهر هياكل خلايا جديدة أو طرق تغليف تجعل مسألة "عدد القطع" غير ذات صلة.
لكن هذا أمر لاحق.
في هذه النافذة الحالية، القطع الأربع هي الخيار الأكثر عملية. الاستثمار قابل للتحكم، النتائج سريعة، لا يقفل على مسار، ويحل المشكلة المطروحة.
في بيئة اليوم حيث تم دفع أسعار الوحدات إلى أقل من 1 يوان/واط، التكنولوجيا التي يمكنها رفع الكفاءة والفوز بالمناقصات بأسرع وأكثر موثوقية هي التكنولوجيا الجيدة.
لا حاجة لتعطيل، لا حاجة لثورة.
جيد بما فيه الكفاية، مفيد، وجاهز للاستخدام الآن، هذا يكفي.
رؤية Ooitech
تعتقد Ooitech أن تقنية الخلايا ذات القطع الأربعة هي حاليًا المسار الأكثر عملية ومنخفضة التكلفة وسريعة التأثير لمصنعي الألواح لتلبية معايير الكفاءة المتزايدة والبقاء قادرين على المنافسة في لعبة المناقصات.
